蓄电池维护全面解决方案
——后备电源安全运行最佳维护方案
北京承天冀科技有限公司开发部 庞韶伟
摘 要：根据蓄电池维护的现状，介绍了常见的蓄电池维护与测试方法，提出了从工程验收、日常维护、年检等各个环节的解决方案。
关键词：剩余电量、专家诊断、容量测试、内阻、电导、阻抗
一、 电池在电力系统维护现状分析
作为后备电源系统使用的蓄电池，是直流系统能够正常使用的最后一道防线，需要供应事故照明、倒闸等应急措施。发电厂有很多直流油泵，用于厂用电源切换的断路器、厂用电动机、热工保护装置等，需要蓄电池提供足够大的瞬间电流，才能完成切换。变电站110kV、35kV、10kV断路器一般采用弹操机构，其跳、合闸电流较小，但是，事故初期在备自投装置动作投入断路器合闸的同时，可能会有一些负荷支路的断路器跳闸，事故初期蓄电池提供的电流应能够大于这些断路器的跳闸电流之和。直流规程要求蓄电池在事故后，能够提供一小时的照明，因此，蓄电池在任何状态下，均能够提供一定的电压、足够的瞬间电流、足够的放电容量。
目前，阀控密封铅酸蓄电池（VRLA），已基本取代原来的开口式电池，在各个电厂、变电站得到广泛应用。有很多人称之为“免维护电池”。其实，这完全是一种理解的错误。阀控电池的出现，是为了避免开口式电池挥发的酸气对设备、人造成的伤害，同时也为了安装、运输等方便。“免维护”，只是不再人工加液而已。实际上，阀控密封铅酸蓄电池存在着很多安全隐患：如由于汇流排和板栅腐蚀遭到腐蚀，造成金属路径变窄而使电池的内阻增加；由于安装时电池放置水平度不够，使得极柱受力变形而导致爬酸；由于浮充电压过高，加速正极板栅腐蚀速率和电池内气体的排放，导致干涸；由于环境温度过高，使得电池内部温度升高，导致浮充电流增加，浮充电流增加加速电池内部温升，形成恶性循环，引起热失控等等。所有这些，均严重影响到蓄电池的安全运行。
我们在东北、华北、华南等地区的电厂、变电站安装监测设备时，发现很多地方蓄电池的维护工作都有待于改进。如新蓄电池安装以后没有经过严格的工程验收，投入运行前没有做10小时率核对性放电；由于缺乏有效的监测设备，只是测量蓄电池的浮充电压、保持表面清洁等，无法准确测量出蓄电池的真实容量，预测蓄电池的可使用时间。大部分厂家对阀控蓄电池的设计寿命均在10年以上，对用户承诺出现质量问题包换。由于生产工艺、运输安装、日常维护等方面的问题，许多蓄电池寿命只有5、6年时间或5、6年以后开始出现落后电池现象，有些甚至1、2年就会出现落后电池，早期诊断是一个迫切需要解决的问题。
二、 传统维护及常见测试方法分析
2.1 测量浮充电压
直接用万用表手工测量，或是通过监测设备测量蓄电池的浮充电压。浮充电压的测量，可以防止浮充电压的过高和过低，但实践证明，阀控密封铅酸蓄电池具有端电压与容量无相关性。从静态的浮充电压，无法准确判断出蓄电池的好坏。
2.2 核对性放电
长期处于浮充电方式运行的蓄电池，可能出现内部失水或干涸。新安装或大修后的阀控蓄电池组，应进行全核对性放电试验，以后每隔2~3年进行一次核对性试验，运行了6年以后的阀控蓄电池，应每年作一次核对性放电实验。
由于缺乏有效的设备，传统放电实验，需将蓄电池组脱离运行，接上电阻丝或水阻放电。由于负载体积庞大，搬运不方便。放电时产生的巨大热能，导致电阻丝发红，容易引起安全事故。同时，放电过程中手工测量蓄电池的端电压，也比较危险。放电过程中如果事故出现，交流信号消失，蓄电池又不能及时供电，系统可能瘫痪。
2.3 阻抗/电导测试
阻抗测试，在电池组两端加载一个已知频率和幅度的交流电流，测量每个单体/元的交流压降。交流电压的测量值取自每个单体的正负极或单体的最小值。用欧姆定律计算电抗。
电导测试，对单体/元加载一个已知频率和幅度的电压，测其交流电流的响应值。电导是所测的交流电流除以电压值。
由于注入的交流信号，与充电机的频率相近，共模干扰及其它交流谐波干扰的剔除是非常困难的，同时由于蓄电池本身寄生电容的影响，导致读数跳变幅度比较大。而且，阻抗/电导与容量并没有线性的对应关系。
2.4 内阻测试
内阻测试，对单体/元两端加一负载，测量其电流和电压的阶梯变化值。将电压的变化值除以电流的变化值就是内阻值。
瞬间大电流放电测试内阻值，由于采用的直流法，可以很好的解决蓄电池寄生电容影响的问题；因为采用的是大电流测试，也解决了精度和充电器纹波电流干扰的问题。
内阻与容量没有线性的对应关系，内阻测试后仍然需要人工分析，对蓄电池状况进行判断。
三、 蓄电池维护全面解决方案
纵观国内外蓄电池维护设备供应商，北京承天冀科技有限公司提出的解决方案，是后备电源安全运行的最佳维护方案。
近年来，北京承天冀科技有限公司与美国alber公司、清华大学智能技术与系统国家重点实验室合作，推出蓄电池维护全面解决方案，对工程验收、日常维护、抽检、活化、年检提供全面支持。
方案涉及的产品系列可以分为三类：TY-XJY系列蓄电池运行监测与诊断仪、BCT-2000电池容量测试系统、CLC-200多功能测试仪/SCT-200 单（双）电池容量测试系统。
3.1 TY-XJY系列蓄电池运行监测与诊断仪
TY-XJY系列蓄电池运行监测与诊断仪在研发过程中，利用国家重大科技产业工程"电动汽车"项目中"电动汽车车载充电器、电池管理系统及剩余电量计的研制"专题的研究成果，并充分总结蓄电池在运行中关键技术难点及经验，结合电力系统、电信系统、铁路供电系统的现场实际情况，研制出具有早期诊断、早期预报、自动检测、自动显示等特性的蓄电池运行监测与诊断系统的系列产品。该产品通过了"电力工业部电力设备及仪表质量检验测试中心"的检验。并获得了"国家电力公司电力规划设计总院"颁发的"科技成果技术评审证书" 。
TY-XJY型系列蓄电池运行监测与诊断仪全面实现了对蓄电池准确地在线监测、诊断及报警功能，并给出蓄电池组的剩余容量和专家诊断结果。
TY-XJY系列产品，东北、华北、华南等地区的各大电厂、电业局/供电局拥有广大的客户群，获得用户一致好评，是日常维护工作的最佳选择。
3.2 BCT-2000 电池容量测试系统
BCT-2000系统是集放电、检测和通讯一体化的蓄电池容量测试系统。采用线性连续可调自动控制电路，完全按照用户编程的方式在恒流、恒功率和自动关闭的模式下自动完成测试，是蓄电池季检、年检、工程验收的理想工具。
智能连续负载箱，其电阻采用特殊钪钛片，体积小、功率大、寿命长、恒定温升、阻值稳定、不发红，安全性能符合美国核电要求。其恒流控制的继电器采用防浪涌、防火花的白金继电器。
3.3 CLC-200多功能测试仪/SCT-200 单（双）电池容量测试系统
CLC-200具有测量并记录、显示浮充电压、内阻和电池间内阻等数据的能力，通过PC连接和软件，可将CLC-200的读数转移到计算机上并对这些数据做更深入的分析和生成报告，是查找弱电池的理想工具，广泛应用于蓄电池的日常维护和工程验收。
SCT-200被广泛应用于蓄电池的抽检工作，可在线测试一节或二节单体电池容量。同时，由于这套设备有自动切换连续充放电功能，常常也被用来作为活化蓄电池的作用。
四、 结束语
由于电化学的复杂性，蓄电池的检测一直比较困验。如果日常运行过程中，加强蓄电池的维护，可以延长蓄电池的使用寿命，并可预测出蓄电池的可使用时间。北京承天冀科技有限公司，提供蓄电池维护解决方案，可根据需要选用。
现在有一种新技术，可以修复蓄电池。可以保修一年达到原电池容量的90%以上。也就是铅酸蓄电池修复仪，不知道这种技术可靠吗？那位师傅知道能告诉我吗？在这里先谢了！！！！QQ289796615
06-08-13 14:31
大家谈铅酸蓄电池
铅酸电池的过去
铅酸电池的现在
铅酸电池的未来
1 先从瑞比特发现西红柿有蓄电功能，到格拉斯顿提出双硫酸盐化的理论，加上金属铅特有的物理化学性质，使铅酸电池有了迅猛的发展。首先，从形成板到涂膏板延用数十年，到美国人发明管式极板，还有近年用超细纤维做隔板、硬件工程上没有多大进展，软件上从超净水到试剂酸，从弱酸弱碱盐到强酸强碱金属盐添加剂，使铅酸电池的比容量、比电量、循环寿命有了很大的提高。富液式电瓶制造技术基本成熟，以后主要在板删材料上做研究。
2石油枯竭，首先交通电器化势在必行、电池质量重中之重，免维护阀控密闭贫液式电瓶崭露头角，按设计和制造理念，应是合情合理，内压合成水循环、智能控制水临界电离压之内，超静技术控制自放电减少，添加剂抑制铅晶枝增长，磷酸提高铅溶解度，钴盐延长循环寿命，手段应有尽有，但不尽人意，寿命短的可怜，容量下衰较快，鼓胀现象普遍，板删断裂、碎、脱粉、不转绿灯、实际寿命不到设计寿命的二分至一，返修率已是生产厂家的致命绳索，问题究竟出在哪里，谁的疏忽，造成问题一大堆？
通过研究实验发现
鼓胀问题在极板厂。原因是极板厂用生产富液电瓶的工艺生产贫液电瓶极板，在处理化成板。这样不对，我们过去认为鼓胀是充电所致、发热所致、压力所致，看来是有误解。极板厂在生产工艺上少有改进，鼓胀问题可从根本解决。我的依据是实验室里电瓶根本没有装盖、敝口，到放电终期，看到了惊人的鼓胀现象，对比实验找到了原因，电瓶生产厂拼命抓质量，还是背了黑锅，但愿极板生产厂有所觉悟。
电瓶组装生产厂就错在“免”字上 应该改成少维护和可维护，这样情况又不一样了。贫液高酸电池中，水的含量少，水在电化学中主要任务是把正极的电子和金属粒子运送到负极，电场运动中氢氧电离是难免的，气体的渗漏逃逸是失水的根本原因，失水后，酸密度提高，又加快失水，恶性循环，使内部物质无法交换，正极受酸根强烈腐蚀，可使部分活性物质转变为硫化铅，这就是后期电瓶补水后，容量达不到的原因。硫化铅对板删的腐蚀性特大，可使板删“粉碎性骨折”当含量到达一定值、和液体某种物质浓度吻合，反应温度可达几百度，所以后期电瓶鼓胀普遍的，胶体电瓶后期不易鼓胀就不难理解了，因为水玻璃在水多时融水，水少时夺水，但胶体电池应该说是失败的，硅酸钠是绝缘体，当水减少到临界时，粘稠物可把反应物包裹，几乎无法交换反应，特别是负极损伤大，完全没有科学性。
怎样防止硫化，对症下药很重要，有的开始中途补水，结果效果不理想，有的中途补稀酸，更错误了，反而，加快了硫化的速度。
现在流行的修复仪，更是科学理论不足，宣称能打碎大颗粒硫酸铅，什么负脉冲，共振，我个人看法是忽悠人，铅的密度连X射线都穿不过，要是剥掉外层电子，改变化合键、高能加速器，十亿电子伏特级都困难，靠一个不足50V的充电器，悬那！能用化学的方法处理硫酸铅吗？通过实验发现，能让硫酸铅溶解，在电场下，重新组合。化学药剂又能全部分解，达到治标又治本的目的，不让硫化铅生成创造条件，使酸根大多返回到液体中，从而大大提高了电池循环寿命，通过几年“临床”实验证明方法是对的。这种铅酸蓄电池活性剂的问世，让电池行业看到了光明，有的厂家已经占领制高点，捆绑销售，如6-8个月没有加活性剂的电瓶、不到保修期毁坏，厂方不予调换，用户6-8个月不来保养、商家不负责任，所有用户全能接受，一条完整的生产、销售、使用链基本形成，各得其所，何乐不为。下面谈谈电瓶能修复吗？
，电池能修复吗，回答是“能”。但要有先决条件。首先说，鼓胀的电瓶没有修复价值，因为发过高温，极板已板结，如果强行化成可使板删断碎，已断碎断格电瓶只能报废，什么电瓶能修复？1，首先可以从充电现象判断，如果充电1.5个小时到2.5个小时就转绿灯，这种电池修复把握大，直接加铅酸活性剂即可，但注意不可把皮盖全部打开，应一眼加液后，再开第二眼，主要防止空气中的二氧化碳进入，二氧化碳可使活性物质迅速转变碱式碳酸铅，很难还原，处理好封盖，可直接充电，3-7循环，可恢复容量，无须转晶处理，理论是，失水后酸度提高，酸度加0.85是基础电压，所以电压上升快，，但证明还有大量游离酸存在，硫化程度不严重，所以可以修复。2，充电也转灯，也有不转灯，确诊内部不短路。跑不远，容量下降，电压下衰，特征是充放电都发热，温度特高，补充水后，还是一样，不断格，不鼓胀，标准的硫化现象，要想恢复容量，必须转晶处理，什么叫做转晶，还要从铅酸蓄电池内部说起，处理过程中碰到的问题和处理方法。当极板从生板化成到熟板，到装进电瓶内开始化成，负极一直是还原，氧化铅的含量越来越少，金属铅的比例越来越多，海绵铅气孔收缩合并，表面积减少，放电容量跟着下降，如果酸度高，冲放电，都易极化，表面生成硫酸化晶体，可阻止液体向极板深处扩展，表面生成一层灰黑色的铅酸化合物，专家称之为阻挡层，发热电瓶多数存不住电，实际上是层析放电所致，但负极永远不会坏，除非内短路、使局部改了极性，才会有了脱落，负板和膏时，短铅绒比较少，钡盐也会溶出， 也能给正极带来不利，转晶目的使负极激烈氧化，让氧化铅比例提高，实际上，只能表面氧化铅含量高，主要分布不能均匀。下面谈正极，从正极板造好到装入电瓶，一直是氧化—硫酸铅—氧化，从没有还原的机会。活性物质中的金属铅微粒，氧化铅的颗粒及金属盐成分都被氧化掉，四氧化三铅含量比例越来越高，对冲放电是有利的，但机械强度越来越差，导电率降低，内阻增大，板删与活性物质紧密度松弛，严重会泥化脱落，硫化铅的含量会增大，大量细胞活性单体会坏死，严重威胁板删的安全，硫化铅、二氧化碳对板删有强烈的腐蚀作用，可使板删断碎、转晶目的是让金属铅的含量提高，使正极恢复机械强度，活性物质于板删接触紧密，内阻减少，恢复其容量，实践证明，确实有效。缺点是还原不均匀，容易产生分层、所谓加生。过分转晶负极会过氧化，怎么能让正极过还原，又不让负极过氧化，对富液电瓶方法很简单。对贫液闭封电瓶就困难多了。但有经验的可根据发热量估计转晶程度，完全是凭感觉了，对 富液电瓶的转晶操作，电瓶翻新技术的操作，转晶用的强电解质以及翻新极板的处理，装配、化成、大家慢慢谈，本人自己的见解有限，不到之处，请原谅指正。
有诚意合作者，本公司可提供实验产品及相关技术资料。
联系电话 0519-83966523
铅酸电池的过去
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通过研究实验发现
鼓胀问题在极板厂。原因是极板厂用生产富液电瓶的工艺生产贫液电瓶极板，在处理化成板。这样不对，我们过去认为鼓胀是充电所致、发热所致、压力所致，看来是有误解。极板厂在生产工艺上少有改进，鼓胀问题可从根本解决。我的依据是实验室里电瓶根本没有装盖、敝口，到放电终期，看到了惊人的鼓胀现象，对比实验找到了原因，电瓶生产厂拼命抓质量，还是背了黑锅，但愿极板生产厂有所觉悟。
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现在流行的修复仪，更是科学理论不足，宣称能打碎大颗粒硫酸铅，什么负脉冲，共振，我个人看法是忽悠人，铅的密度连X射线都穿不过，要是剥掉外层电子，改变化合键、高能加速器，十亿电子伏特级都困难，靠一个不足50V的充电器，悬那！能用化学的方法处理硫酸铅吗？通过实验发现，能让硫酸铅溶解，在电场下，重新组合。化学药剂又能全部分解，达到治标又治本的目的，不让硫化铅生成创造条件，使酸根大多返回到液体中，从而大大提高了电池循环寿命，通过几年“临床”实验证明方法是对的。这种铅酸蓄电池活性剂的问世，让电池行业看到了光明，有的厂家已经占领制高点，捆绑销售，如6-8个月没有加活性剂的电瓶、不到保修期毁坏，厂方不予调换，用户6-8个月不来保养、商家不负责任，所有用户全能接受，一条完整的生产、销售、使用链基本形成，各得其所，何乐不为。下面谈谈电瓶能修复吗？
，电池能修复吗，回答是“能”。但要有先决条件。首先说，鼓胀的电瓶没有修复价值，因为发过高温，极板已板结，如果强行化成可使板删断碎，已断碎断格电瓶只能报废，什么电瓶能修复？1，首先可以从充电现象判断，如果充电1.5个小时到2.5个小时就转绿灯，这种电池修复把握大，直接加铅酸活性剂即可，但注意不可把皮盖全部打开，应一眼加液后，再开第二眼，主要防止空气中的二氧化碳进入，二氧化碳可使活性物质迅速转变碱式碳酸铅，很难还原，处理好封盖，可直接充电，3-7循环，可恢复容量，无须转晶处理，理论是，失水后酸度提高，酸度加0.85是基础电压，所以电压上升快，，但证明还有大量游离酸存在，硫化程度不严重，所以可以修复。2，充电也转灯，也有不转灯，确诊内部不短路。跑不远，容量下降，电压下衰，特征是充放电都发热，温度特高，补充水后，还是一样，不断格，不鼓胀，标准的硫化现象，要想恢复容量，必须转晶处理，什么叫做转晶，还要从铅酸蓄电池内部说起，处理过程中碰到的问题和处理方法。当极板从生板化成到熟板，到装进电瓶内开始化成，负极一直是还原，氧化铅的含量越来越少，金属铅的比例越来越多，海绵铅气孔收缩合并，表面积减少，放电容量跟着下降，如果酸度高，冲放电，都易极化，表面生成硫酸化晶体，可阻止液体向极板深处扩展，表面生成一层灰黑色的铅酸化合物，专家称之为阻挡层，发热电瓶多数存不住电，实际上是层析放电所致，但负极永远不会坏，除非内短路、使局部改了极性，才会有了脱落，负板和膏时，短铅绒比较少，钡盐也会溶出， 也能给正极带来不利，转晶目的使负极激烈氧化，让氧化铅比例提高，实际上，只能表面氧化铅含量高，主要分布不能均匀。下面谈正极，从正极板造好到装入电瓶，一直是氧化—硫酸铅—氧化，从没有还原的机会。活性物质中的金属铅微粒，氧化铅的颗粒及金属盐成分都被氧化掉，四氧化三铅含量比例越来越高，对冲放电是有利的，但机械强度越来越差，导电率降低，内阻增大，板删与活性物质紧密度松弛，严重会泥化脱落，硫化铅的含量会增大，大量细胞活性单体会坏死，严重威胁板删的安全，硫化铅、二氧化碳对板删有强烈的腐蚀作用，可使板删断碎、转晶目的是让金属铅的含量提高，使正极恢复机械强度，活性物质于板删接触紧密，内阻减少，恢复其容量，实践证明，确实有效。缺点是还原不均匀，容易产生分层、所谓加生。过分转晶负极会过氧化，怎么能让正极过还原，又不让负极过氧化，对富液电瓶方法很简单。对贫液闭封电瓶就困难多了。但有经验的可根据发热量估计转晶程度，完全是凭感觉了，对 富液电瓶的转晶操作，电瓶翻新技术的操作，转晶用的强电解质以及翻新极板的处理，装配、化成、大家慢慢谈，本人自己的见解有限，不到之处，请原谅指正。
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07-10-07 13:34